Biologi Laut | Adaptasi Xenograpsus testudinatus, Kepiting Tangguh Penghuni "Neraka" Bawah Laut

Pernahkah Anda membayangkan bentuk adaptasi hewan yang hidup di air mendidih, minim kadar oksigen dan tinggi kadar belerang?

Belum pernah? Jangan-jangan, Anda malah mengernyit sambil bertanya dalam hati, 'Memangnya ada hewan yang bisa hidup di lingkungan seperti itu? Kalau oksigennya terbatas, apa hewan tersebut tidak sesak nafas? Kalau kadar belerangnya tinggi, apa hewannya tidak keracunan? Lalu, bagaimana bisa hewan hidup di air mendidih? Mateng dong, hewannya ....'

Nah, untuk menjawab rasa penasaran Anda, mari simak info tentang Xenograpsus testudinatus berikut ini.

Xenograpsus testudinatus ialah kepiting yang termasuk dalam famili Xenograpsidae. Nama "testudinatus" berasal dari bahasa Latin yang berarti cangkang penyu. Nama tersebut diberikan karena kepiting ini pertama kali ditemukan di Kueishan Tao, yang dalam bahasa Indonesia berarti Pulau Penyu. Lebih spesifik, kepiting ini hidup di sekitar hydrothermal vents yang ada di laut Pulau Kueishan, Taiwan.

Apa sih hydothermal vents itu?

Ilustrasi hydothermal vents. [Sumber: National Geographic]

Hydrothermal vents adalah sumber mata air panas di dasar laut yang terbentuk karena adanya aktivitas vulkanik. Hydrothermal vents dapat berbentuk fissure/crevice (celah) atau chimney (cerobong). Hydrothermal vents biasanya terletak di laut dalam, tapi ada juga yang terletak di laut dangkal seperti di laut sekitar Pulau Kueishan. Hydrothermal vents di sekitar pulau ini terletak pada kedalaman <30 m. 

Berdasarkan karakteristik fisika-kimianya, lingkungan hydrothermal vents tergolong ekstrem bagi makhluk hidup. Karakteristik tersebut antara lain suhu tinggi; kadar sulfida, CO dan logam tinggi; kadar oksigen rendah; dan pH rendah (asam). Suhu cairan hydrothermal vents di sekitar Pulau Kueishan bahkan mencapai 116 derajat Celcius dan pHnya 1,75.

Tidak berlebihan rasanya jika hydrothermal vents dianalogikan sebagai 'neraka' bawah laut. Lingkungan hydrothermal vents jelas bukan habitat yang ideal bagi banyak hewan laut. Namun hal itu tidak berlaku bagi Xenograpsus testudinatus. Kepiting ini memiliki berbagai mekanisme adaptasi fisiologi dan tingkah laku sehingga mampu bertahan hidup di sekitar hydrothermal vents.

Hasil penelitian Hu dan timnya (2012) menunjukkan bahwa Xenograpsus testudinatus memiliki enzim pencernaan utama dan enzim proteolitik yang memiliki aktivitas tinggi. Karakter ini merupakan adaptasi terhadap ketersediaan makanan yang tidak menentu di alam. Enzim-enzim ini stabil pada suhu tinggi, kisaran pH yang luas, dan di lingkungan yang terdapat inhibitor anorganik seperti Cu2+, Fe2+, atau Co2+. Sifat-sifat ini menjadikan enzim dapat berfungsi di hydrothermal vents dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, kepiting ini mampu menyimpan sejumlah besar lipid di kelenjar usus bagian tengah (midgut) yang berfungsi sebagai cadangan makanan.

Xenograpsus testudinatus merupakan kepiting omnivor yang mencari makan di dasar laut. Makanan kepiting ini meliputi 'marine snow' atau zooplankton yang mati terbunuh oleh cairan hydrothermal vents, bangkai-bangkai krustasea dan detritus lain, bakteri, alga, dan fungi. Jenis makanan kepiting ini dipengaruhi oleh pergerakan atau aktivitas migrasi yang dilakukannya. Uniknya, aktivitas migrasi ini, selain mempengaruhi jenis makanan, ternyata juga merupakan bentuk adaptasi reproduksi pada kepiting betina. Hal ini dibuktikan oleh Hung dan timnya melalui penelitian mereka yang dipublikasikan di tahun 2019.

Penelitian tersebut bertujuan menjelaskan adaptasi reproduksi Xenograpsus testudinatus di lingkungan yang ekstrem. Sampel yang diambil terdiri dari air laut, sedimen, dan sampel biologis, termasuk kepiting Xenograpsus testudinatus. Salah satu variabel yang diteliti yakni prediksi sumber makanan kepiting. Prediksi ini diketahui melalui analisis tanda isotop delta 13 C dan delta 15 N terhadap sampel biologis. Dilakukan juga pengukuran faktor lingkungan pada sampel air dan sedimen. Faktor lingkungan yang diukur meliputi suhu, kadar oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO), pH dan total sulfida terlarut (total dissolved sulfide/TDS).

Lokasi pengambilan sampel penelitian Hung dkk. (2019). [Sumber: PLOS ONE]

Pengambilan sampel dilakukan di empat lokasi berbeda di kawasan Pulau Kueishan. Lokasi penelitian itu diberi nama Stasiun A, B, C, dan D. Stasiun A, B, dan C berada di area hydrothermal vent sedangkan Stasiun D berada di area terumbu karang yang jauh dari area vent (Gambar a). Di Stasiun A, terdapat sebuah hydrothermal vent berbentuk cerobong yang berwarna kuning. Kepiting hidup di sekitar dasar vent yang terdapat sedimen dengan kadar sulfida yang tinggi. Di lingkungan ini tidak terdapat organisme lain (Gambar b).

Stasiun B terletak agak jauh dari Stasiun A. Di Stasiun B terdapat hydrothermal vent berupa celah berwarna putih. Kepiting berkumpul di celah-celah bebatuan yang ditempati oleh anemon dan alga (Gambar c). Stasiun C terletak di tepi area hydrothermal vent. Kepiting berkumpul di celah-celah bebatuan bersama dengan organisme lain seperti alga, anemon, koral, siput, dll. Komunitas biologis di Stasiun C menyerupai yang ada di daerah terumbu karang (Gambar d). Di Stasiun D tidak ditemukan kepiting Xenograpsus testudinatus sehingga tidak dilakukan pengambilan sampel kepiting di stasiun ini.

Hasil pengukuran menunjukkan, sampel cairan hydrothermal vent dari Stasiun A memiliki suhu tinggi (106 derajat C), pH rendah (2,48), DO rendah (47,3 mikroM), dan TDS tinggi (26,5 mg/L). Cairan ini dapat membahayakan kepiting. Namun, sampel air laut dari bagian dasar cerobong vent pada Stasiun A menunjukkan nilai yang mirip dengan perairan laut yang tidak terdapat vent: suhu (27 derajat C), DO (179,5 mikroM), pH sedikit lebih rendah dari normal (6,38) dan TDS (5,49 mg/L). Nilai DO dan TDS pada sampel air bagian dasar ini tidak berbeda secara signifikan dengan Stasiun D. Alasan kepiting berkumpul di bagian dasar vent diduga untuk menghindari kontak langsung dengan cairan vent yang panas dan toksik.

Larva kepiting yang bersifat planktonik akan terbawa oleh cairan vent dan dapat mengalami cedera atau kematian jika dilepaskan oleh kepiting betina di Stasiun A. Akibatnya, kepiting betina yang sedang mengandung bermigrasi ke wilayah pinggir vent (Stasiun B atau C) untuk melepaskan larva mereka. Hal ini disebabkan, kondisi lingkungan di kedua stasiun tersebut lebih kondusif untuk perkembangan larva (suhu Stasiun B: 26 derajat C, Stasiun C: 25 derajat C; pH Stasiun B: 6,85, Stasiun C: 7,65; DO Stasiun B: 192 mikroM, Stasiun C: 197,6 mikroM; dan TDS Stasiun B: 4,78 mg/L, Stasiun C: 0,58 mg/L).

Kepiting betina terpantau kembali ke habitat aslinya di area hydothermal vent setelah melepaskan larva di Stasiun B atau C. Kemungkinan penyebabnya yaitu, pada Stasiun A, tidak terdapat banyak organisme predator dan kompetitor kepiting ini. Selain itu, di Stasiun A terdapat lebih banyak zooplankton yang menjadi sumber makanan utama kepiting ini. Kepiting tidak ditemukan di Stasiun D (area terumbu karang) karena endapan di kawasan terumbu karang mengandung lebih sedikit zooplankton dan lebih banyak fragmen makroalga dan partikel mineral.

Kesimpulannya, penelitian ini menunjukkan bahwa kepiting X. testudinatus memiliki perilaku migrasi reproduktif yang unik sebagai adaptasi terhadap lingkungan hydrothermal vent. Kepiting betina dewasa bermigrasi ke wilayah pinggiran vent untuk melepaskan larva mereka agar larva terhindar dari cedera dan efek toksik dari cairan vent. Setelah larva dilepaskan, kepiting bermigrasi kembali ke area vent, karena area tersebut kaya akan zooplankton, minim persaingan, dan minim predator.

Referensi:

https://www.nationalgeographic.com/news/2018/06/hydrothermal-vents-discovered-azores-science-environment/

http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=444836

Hu, M.Y., Hagen, W., Jeng, M. & Saborowski, R. 2012. Metabolic energy demand and food utilization of the hydrothermal vent crab Xenograpsus testudinatus (Crustacea: Brachyura). Aquatic Biology 15(1): 11--25.

Hung J-J, Peng S-H, Chen C-TA, Wei T-P, Hwang J-S. 2019. Reproductive adaptations of the hydrothermal vent crab Xenograpus testudinatus: An isotopic approach. PLoS ONE 14(2): 1--8.

Ng, N.K., Huang J.-F., Ho P.-H. 2000. Description of a new species of hydrothermal crab, Xenograpsus testudinatus (Crustacea: Decapoda: Brachyura: Grapsidae) from Taiwan. National Taiwan Museum Special Publication Series 10: 191--199.